La primera ley dice que el cambio en energía interna es igual al trabajo realizado en el sistema (W) menos el trabajo realizado por el sistema (Q). ¿Sin embargo, $Q$ puede ser cualquier tipo de trabajo, como trabajo mecánico? ¿Por ejemplo, calienta una cadena si se une a un bloque y una tensión se aplica para mover el bloque? ¿Y qué pasa con el trabajo en el sistema de gravedad cuando un objeto cae? ¿Hay algún cambio de energía interna cuando eso suceda?
Respuesta
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El trabajo en la primera ley es exactamente el trabajo habitual de $W=\int Fdx\rightarrow\int PdV$. Para el punto de partículas, esto es suficiente para especificar completamente el comportamiento del sistema, utilizando la primera ley de Newton, o la energía de los métodos. Sin embargo, para objetos macroscópicos, el movimiento de los componentes internos (de la termodinámica, estos serían partículas) tienen algunos grados de libertad adicionales. Estadísticamente, se puede utilizar la temperatura a decirnos cosas sobre el "cuanto" de energía que el sistema tiene sobre ella misma, por lo que los cambios en la temperatura puede decirnos cuánto de los cambios de energía.
Así que la primera ley de $\Delta U=Q-W$ nos dice que tenemos que tener cuidado de transferencia de calor ($Q$) así como el trabajo que se realiza en el sistema de $W$. Por supuesto, estas dos cantidades no son completamente dispares como he descrito, pero esta es mi intuición de cómo funciona esto.
